近年來(lái)，為跟上數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)快速發(fā)展的步伐，包括公司在內(nèi)的國(guó)內(nèi)制造企業(yè)紛紛下大力氣加快了數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的推進(jìn)：一方面，引進(jìn)并采用了一批先進(jìn)的數(shù)字化測(cè)量技術(shù)和測(cè)量?jī)x器（如坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光跟蹤儀、照相測(cè)量系統(tǒng)等），另一方面，則在全三維設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的倒逼下，開始啟動(dòng)由傳統(tǒng)二維檢驗(yàn)?zāi)Ｊ较蛉S數(shù)字化檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降霓D(zhuǎn)化。

    與此同時(shí)，一些大專院校、科研院所和制造企業(yè)展開了基于三維模型的檢驗(yàn)規(guī)劃、基于三維模型的測(cè)量誤差分析等方面的探索與研究工作，初步形成了三維數(shù)字化檢驗(yàn)的技術(shù)應(yīng)用環(huán)境。鑒于以上情況分析，加快全三維數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用的需求已十分急迫，前期的試點(diǎn)、探索也為今后開展全三維數(shù)字化檢驗(yàn)規(guī)劃與應(yīng)用積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。

    基于統(tǒng)一的信息管理平臺(tái)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型、檢驗(yàn)規(guī)劃、脫機(jī)編程、測(cè)量信息、測(cè)量設(shè)備、測(cè)量人員、測(cè)量數(shù)據(jù)報(bào)告等全部納入系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、裝配、改進(jìn)全過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量生命周期的控制監(jiān)測(cè)。通過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)分析，對(duì)有問題產(chǎn)品及時(shí)報(bào)警和預(yù)防，進(jìn)行產(chǎn)品改進(jìn)指導(dǎo)，降低廢品率，縮短制造周期。

1.1 檢測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)字化采集

    從檢驗(yàn)工作的實(shí)際操作過(guò)程開始，改變目前手工填寫檢測(cè)單據(jù)現(xiàn)狀、錄入實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)只停留在紙面上的原始作業(yè)模式。利用數(shù)字化檢測(cè)終端，通過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換和接口技術(shù)，讀取數(shù)字化檢測(cè)設(shè)備的數(shù)字通信接口。同時(shí)，針對(duì)現(xiàn)行的傳統(tǒng)的非數(shù)字化設(shè)備，設(shè)計(jì)考慮手工輸入數(shù)據(jù)的方法，使檢測(cè)過(guò)程直接生成可存儲(chǔ)和可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的電子數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)并成為可重復(fù)利用的信息資源。在采集過(guò)程中，同時(shí)采集各環(huán)節(jié)檢測(cè)工位、人員和設(shè)備的身份信息，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)工作的可追溯性。

1.2 MBD三維數(shù)模解析

    實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)CATIA數(shù)模快速自動(dòng)解析，并自動(dòng)將數(shù)模文件中的所有標(biāo)注信息導(dǎo)出為文本或數(shù)據(jù)表，包括尺寸信息、幾何量參數(shù)、形位公差、各種文字備注等。工藝設(shè)計(jì)人員或檢驗(yàn)規(guī)劃編制人員可在文本狀態(tài)下對(duì)文字備注等進(jìn)行編輯和增減，然后再自動(dòng)導(dǎo)回?cái)?shù)模文件。該技術(shù)將使設(shè)計(jì)數(shù)模文件的后期處理工作效率大幅提高，并衍生出在線的檢驗(yàn)規(guī)劃編制工具。

1.3 檢驗(yàn)規(guī)劃編制

    操作人員/技術(shù)人員根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝文件要求，在線或離線進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)工藝的編制工作，通過(guò)調(diào)用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和點(diǎn)選工藝環(huán)節(jié)、檢測(cè)人員、工位和檢測(cè)設(shè)備等，自動(dòng)生成檢測(cè)工藝文件，在生產(chǎn)和檢測(cè)過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際情況的變化隨時(shí)通過(guò)授權(quán)對(duì)檢測(cè)流程、崗位、人員和器具等進(jìn)行調(diào)整。

    系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)工藝文件，自動(dòng)將檢測(cè)任務(wù)進(jìn)行分解，并由各工作站和檢測(cè)終端設(shè)備請(qǐng)求下載相應(yīng)任務(wù)及相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.4 資源知識(shí)庫(kù)構(gòu)建

    系統(tǒng)將建立檢測(cè)人員、工位、班組和檢測(cè)測(cè)試設(shè)備資源庫(kù)，以及檢測(cè)特征、尺寸公差等知識(shí)庫(kù)，檢測(cè)工藝編制過(guò)程可直接調(diào)用相關(guān)資源，提高檢驗(yàn)規(guī)劃的編制效率和質(zhì)量，并生成具體到工位和人員的檢測(cè)流程。人員的崗位變動(dòng)、出勤情況和設(shè)備狀態(tài)應(yīng)及時(shí)通過(guò)終端電腦錄入系統(tǒng)，管理人員可根據(jù)資源情況變化隨時(shí)調(diào)整檢測(cè)工作流程。

1.5 在線共享和實(shí)時(shí)監(jiān)控

    基于企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心和Web服務(wù)器（或?qū)Ｓ每蛻舳耍瑢?shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、產(chǎn)品檢測(cè)數(shù)據(jù)以及檢測(cè)任務(wù)進(jìn)度情況的聯(lián)網(wǎng)共享。實(shí)現(xiàn)相關(guān)人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控、查詢和調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)和檢測(cè)的工作情況、零件合格率的變動(dòng)等情況。同時(shí)還包括客戶代表（軍代表）查詢工具的設(shè)計(jì)。客戶代表可以在其訂單涉及的相關(guān)產(chǎn)品范圍內(nèi)，對(duì)訂單產(chǎn)品檢測(cè)進(jìn)度以及生產(chǎn)質(zhì)量狀況的隨時(shí)查詢。公司作為長(zhǎng)期以軍工產(chǎn)品生產(chǎn)為主的企業(yè)，為軍代表提供一個(gè)可以隨時(shí)在線查詢訂單信息的系統(tǒng)工具，無(wú)疑將使我們的客戶服務(wù)更趨完善。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析和改進(jìn)

    基于生產(chǎn)數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的集中管理，引入統(tǒng)計(jì)分析工具，建立過(guò)程要素標(biāo)準(zhǔn)，定義各種標(biāo)準(zhǔn)控制圖，進(jìn)行過(guò)程質(zhì)量分析和控制。

    數(shù)據(jù)的質(zhì)量重要性，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度、可信度直接影響到是否在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候采取合適的行動(dòng)。影響數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素主要有兩個(gè)方面，一方面是檢測(cè)系統(tǒng)影響的，另一方面是數(shù)據(jù)記錄、采集和計(jì)算等因素的影響。

    通過(guò)工作流分析，擬建立一個(gè)四層結(jié)構(gòu)，加分布式末端數(shù)據(jù)采集層。它們分別是數(shù)據(jù)訪問層、應(yīng)用支持層、系統(tǒng)管理層、用戶操作層和作業(yè)采集層。

    采用分布式結(jié)構(gòu)的目的在于，任何一個(gè)工作站可以在上層網(wǎng)絡(luò)斷開的情況下按既有任務(wù)獨(dú)立運(yùn)行。

    工作站所負(fù)責(zé)的是一個(gè)區(qū)域的相對(duì)獨(dú)立的單元網(wǎng)絡(luò)。

2.1 數(shù)據(jù)訪問層

    數(shù)據(jù)層是分布在服務(wù)器上和各工作站的在線數(shù)據(jù)庫(kù)，它包括（但不限于）：

    系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)：主要存儲(chǔ)和查詢企業(yè)基本信息、系統(tǒng)常用參數(shù)、基本規(guī)則等數(shù)據(jù)，也包括系統(tǒng)操作日志和用于過(guò)程追溯的相關(guān)信息。

    產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)：主要用于存儲(chǔ)和查詢產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求、生產(chǎn)要求、產(chǎn)品編號(hào)、參數(shù)編號(hào)以及工藝流程等信息。

    人員數(shù)據(jù)庫(kù)：包括設(shè)計(jì)人員、管理人員、技術(shù)人員、檢測(cè)人員、班組信息以及工位、管理架構(gòu)等信息。也包括各用戶的權(quán)限、身份等內(nèi)容。

    設(shè)備資源數(shù)據(jù)庫(kù)：包括系統(tǒng)作業(yè)中可使用的量具、量?jī)x、終端輸入設(shè)備、系統(tǒng)訪問設(shè)定的電腦和工作站的信息，以及上述設(shè)備的狀態(tài)、責(zé)任人和用途等信息。

    檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)：用于存儲(chǔ)大量的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并與其它數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)聯(lián)記錄人員和設(shè)備信息、作業(yè)記錄等。

2.2 應(yīng)用支持層

    應(yīng)用支持層主要包括：設(shè)計(jì)要求數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸模塊。用于提供通訊、傳輸和數(shù)據(jù)傳遞的應(yīng)用支持。

    數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊：主要用于導(dǎo)入產(chǎn)品設(shè)計(jì)文件中的相關(guān)數(shù)據(jù)，例如產(chǎn)品編號(hào)、尺寸編號(hào)、尺寸公差、精度要求等各種數(shù)據(jù)。

    網(wǎng)絡(luò)通訊模塊：用于支持局域網(wǎng)內(nèi)的通訊功能、系統(tǒng)用戶訪問和數(shù)據(jù)共享等功能。

    檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸模塊：用于完成終端檢測(cè)設(shè)備或其它終端輸入輸出設(shè)備與工作站之間的的數(shù)據(jù)傳輸。

    數(shù)據(jù)驗(yàn)證計(jì)算和信息反饋模塊：依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求和加工工藝要求數(shù)據(jù)，對(duì)底層傳輸?shù)膶?shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)計(jì)算并作出即時(shí)判斷，然后將數(shù)據(jù)和判斷結(jié)果反饋到終端操作設(shè)備上進(jìn)行提示。

2.3 系統(tǒng)管理層

    管理層包括（但不限于）系統(tǒng)設(shè)置模塊、用戶和組織管理模塊、設(shè)備資源模塊、電子簽名或身份驗(yàn)證模塊

    系統(tǒng)設(shè)置模塊：主要用于進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置的操作，包括設(shè)置企業(yè)信息、系統(tǒng)規(guī)則、常用參數(shù)等。

    用戶和組織管理模塊：用戶和組織管理模塊主要用于進(jìn)行用戶的添加、刪除、權(quán)限設(shè)置、檢測(cè)機(jī)構(gòu)組織設(shè)置等工作。

    設(shè)備資源管理模塊：設(shè)備資源管理模塊主要用于執(zhí)行檢測(cè)測(cè)試設(shè)備的錄入、變動(dòng)和刪除等的管理，也包括系統(tǒng)專用的終端適配器、輸入輸出設(shè)備等的管理。

    檢測(cè)工藝編制和調(diào)度模塊：該模塊用以實(shí)在線檢測(cè)工藝編制功能和作業(yè)流程進(jìn)行中根據(jù)人員、組織、質(zhì)量要求等的變化對(duì)檢測(cè)工藝的即時(shí)更改調(diào)度的功能。

2.4 用戶操作層

    操作層包括以下幾個(gè)主要模塊：

    工作站客戶端：各單元網(wǎng)絡(luò)工作站，相對(duì)于中心服務(wù)器是客戶端，但同時(shí)又是本單元網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器，負(fù)責(zé)為各作業(yè)采集中端，提供上傳下達(dá)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)功能，也是形成分布結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵層次。其功能包括：與上層服務(wù)器的自動(dòng)數(shù)據(jù)同步、單元網(wǎng)絡(luò)與上層局域網(wǎng)的網(wǎng)段路由、為單元網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)以任務(wù)調(diào)度和編輯查詢等功能的實(shí)現(xiàn)。

    系統(tǒng)監(jiān)控模塊：主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理人員、企業(yè)管理人員、質(zhì)量管理人員以及客戶代表通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線的形式，按各自授權(quán)的范圍，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況、生產(chǎn)進(jìn)度情況、單單完成情況、實(shí)時(shí)質(zhì)量狀況、產(chǎn)品檢測(cè)進(jìn)度等進(jìn)行即時(shí)查詢和監(jiān)控的功能。可以通過(guò)所定制的在線工具，即時(shí)生成不同的統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告，對(duì)檢工藝程設(shè)計(jì)、檢測(cè)任務(wù)執(zhí)行進(jìn)度和檢測(cè)任務(wù)調(diào)度等情況實(shí)時(shí)了解。

    統(tǒng)計(jì)分析、預(yù)警：在測(cè)量完成后，系統(tǒng)自動(dòng)將測(cè)量結(jié)果以及相關(guān)測(cè)量信息存儲(chǔ)到服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)中集中管理。相關(guān)管理人員自行定制對(duì)測(cè)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析的樣式，實(shí)時(shí)地獲取零件各工序檢測(cè)結(jié)果以及質(zhì)量控制趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制和預(yù)警，為管理層提供足夠的即時(shí)決策信息，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2.5 作業(yè)采集層

    作業(yè)采集層是具體檢測(cè)過(guò)程的實(shí)際執(zhí)行層，它是建立在末端單元網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上的，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中的各項(xiàng)執(zhí)行操作功能，可向檢測(cè)人員提供任務(wù)下載、檢測(cè)工藝流程、操作界面和接口轉(zhuǎn)換。該部分在技術(shù)上通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的互聯(lián)，在每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)上都存在面向更低層次的若干并行網(wǎng)絡(luò)所組成。這些底層網(wǎng)絡(luò)形成相對(duì)獨(dú)立的單元子網(wǎng)，完成質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中各種數(shù)字化量?jī)x、傳感器的控制和管理，通過(guò)各類I/O控制方式，可以直接連接檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的各種數(shù)字化量?jī)x等，實(shí)現(xiàn)底層控制，它們通常包括：

    量具量?jī)x數(shù)據(jù)接口：主要是針對(duì)具有數(shù)字接口的量具量?jī)x和配備計(jì)算機(jī)的數(shù)字化設(shè)備，通過(guò)統(tǒng)一的協(xié)議轉(zhuǎn)換，再接入單元網(wǎng)絡(luò)。

    數(shù)據(jù)采集終端：提供檢測(cè)人員操作界面和任務(wù)引導(dǎo)，計(jì)算、判斷和提示檢測(cè)數(shù)據(jù)的符合性，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)上傳至工作站。

    手工輸入裝置：用于不能直接進(jìn)行電子數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋z測(cè)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)錄入。

    終端身份標(biāo)識(shí)：為使終端檢測(cè)人員和檢測(cè)設(shè)備符合檢測(cè)工藝的要求，以及能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)過(guò)程的可追溯性，在終端設(shè)備上，需有標(biāo)識(shí)人員和設(shè)備身份的手段和方法，這種身份標(biāo)識(shí)的方法可以通過(guò)綁定數(shù)據(jù)采集終端或電腦硬件設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。

    基本框架見下頁(yè)圖1所示：

圖1

    基于模型的檢驗(yàn)規(guī)范，使檢驗(yàn)計(jì)劃的形成、系統(tǒng)流轉(zhuǎn)、檢驗(yàn)工作流、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采集管理和分析判斷系統(tǒng)化、規(guī)范化；對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)模的完美解析，使圖紙?zhí)幚怼?shù)據(jù)交換等工作效率數(shù)倍提升，加快了從設(shè)計(jì)到制造過(guò)程的轉(zhuǎn)化；一體化多功能檢測(cè)終端，圖形化的檢測(cè)引導(dǎo)功能，不僅避免因人的因素導(dǎo)致的錯(cuò)檢和漏檢，更使產(chǎn)品檢測(cè)環(huán)節(jié)的作業(yè)方式產(chǎn)生重大變革，在產(chǎn)品檢測(cè)環(huán)節(jié)基本實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化和無(wú)紙化作業(yè)；兼顧各類現(xiàn)行量具量?jī)x，實(shí)現(xiàn)數(shù)字儀器和模擬儀器統(tǒng)一平臺(tái)，實(shí)時(shí)在線的監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)分析工具，不僅使各個(gè)相關(guān)方能夠及時(shí)了解檢測(cè)環(huán)節(jié)的作業(yè)狀況，及時(shí)暴露生產(chǎn)中的質(zhì)量問題，使生產(chǎn)過(guò)程的透明度增加，提高產(chǎn)品的合格率。